Что такое загрязнение атмосферного воздуха определение

Загрязнение воздуха: влияние на здоровье человека

С каждым годом учёные находят всё больше доказательств, подтверждающих пагубное влияние загрязнения воздуха на здоровье человека. Ежегодно оно уносит 7 млн жизней, поэтому важно знать, как защитить себя и свою семью.

Рассказываем, как загрязнение воздуха влияет на здоровье человека, как следить за качеством атмосферы в вашем районе и как защитить здоровье от воздействия загрязнения воздуха.

Что загрязняет воздух в России?

По данным Росприроднадзора за 2020 год, 75,5% вредных веществ попадают в воздух от стационарных источников загрязнения — промышленных производств, обрабатывающих и добывающих компаний, ТЭЦ, а также сельского хозяйства. 24,5% загрязнений вырабатывают передвижные источники — транспорт.

С 2010 по 2018 год на транспорт приходилась почти половина всех выбросов, то есть вдвое больше, чем в 2019 и 2020 годах. Такая кардинальная перемена связана не со снижением выбросов от автотранспорта, а с изменением методики учёта этих выбросов: теперь Росприроднадзор анализирует не количество зарегистрированных автомобилей, а интенсивность движения и тип транспорта. Таким образом, учёт стал логичнее, однако сравнивать предыдущие показатели с новыми нельзя.

От города к городу вклад этих источников в общее загрязнение атмосферы меняется. Так, в промышленных городах бóльшая часть загрязнений исходит от обрабатывающих, добывающих и других промышленных предприятий. К таким городам относятся Норильск, Ачинск, Липецк, Омск, Новороссийск, Нижний Тагил и Новосибирск.

В Москве и Санкт-Петербурге бóльшая часть выбросов попадает в атмосферу от автотранспорта — 90 и 66% соответственно. Однако есть различия и по районам этих городов: где-то на экологию сильнее влияет соседство с вредными производствами, ТЭЦ или мусорными полигонами, а не с загруженными автомагистралями. С подробными обзорами экологии этих городов можно ознакомиться в статьях «Экология Москвы: качество воздуха по округам» и «Экология Санкт-Петербурга: загрязнение воздуха по районам».

На графике ниже представлены основные загрязнители воздуха в России с обозначением средних из их максимальных концентраций за 2020 год. Цифры над столбцами графика обозначают содержание в воздухе вредных веществ, соотнесённое с предельно допустимыми концентрациями этих соединений (ПДК). На графике видно, что средняя из максимальных концентраций бенз(а)пирена в воздухе превышала допустимые значения в 6,1 раз, этилбензола — в 3,4 раза, а сероводорода — в 2,2 раза. Об опасности превышения ПДК этих веществ читайте в статье «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе».

Загрязнение воздуха — это не только общероссийская, но и общемировая проблема. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2019 году 99% населения мира жили в районах, где уровень загрязнения воздуха превышал значения, установленные в рекомендациях ВОЗ. Стоит отметить, что до 2021 года эти рекомендации были в 2 раза строже, чем нормативы, действующие в России (ПДК), а сейчас эта разница составляет от 2 до 5 раз.

Как загрязнение воздуха влияет на здоровье человека?

По данным ВОЗ, в 2016 году 58% преждевременных смертей, связанных с загрязнением воздуха, были вызваны ишемической болезнью сердца и инсультом, по 18% — хронической обструктивной болезнью лёгких и острыми инфекциями нижних дыхательных путей и 6% — раком лёгких.

Наибольшему риску подвержены пожилые люди, дети, беременные женщины, а также люди с хроническими болезнями органов дыхания или сердечно-сосудистой системы. Кроме того, в зоне риска находятся городские жители. Доказано, что в крупных городах с загруженными трассами и развитой промышленностью риск вредного влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека выше, чем в сельской местности.

Снижение продолжительности жизни

По оценке Всемирной организации здравоохранения, загрязнение уличного воздуха становится причиной 7 млн случаев преждевременной смерти во всём мире. Если раньше основными причинами сокращения продолжительности жизни были курение, алкоголь и наркотики, то сейчас на первое место по вреду вышло загрязнение воздуха.

Профессор Майкл Гринстоун (Michael Greenstone) из Чикагского университета совместно с коллегами разработал Индекс качества воздуха для жизни (AQLI), который преобразует уровни загрязнения воздуха тонкодисперсными частицами PM2.5 в их влияние на продолжительность жизни. Полученные данные нанесены на карту мира.

Частицы PM2.5 вместе с PM10 составляют большую часть пыли, они распространены повсеместно. Из-за мельчайшего размера они не оседают в носу, во рту или горле, а попадают в лёгкие. Частицы PM2.5 способны также попадать в кровоток и в любую ткань организма, вредить сердечно-сосудистой и дыхательной системам, а также вызывать рак. Для тонкодисперсных частиц нет предельно допустимой концентрации, не влияющей на здоровье. Именно поэтому PM2.5 и PM10 относят к наиболее опасным загрязнителям атмосферы. Подробнее об этом читайте в статье «Что такое PM10 и PM2.5? Чем могут быть опасны тонкодисперсные частицы?».

Ниже показана карта РФ, на которой выделены районы с воздухом, наиболее загрязнённым частицами PM2.5. Согласно индексу AQLI, жизнь в Москве отнимает у людей 0,4 лет жизни, в Хабаровске — 0,5 лет, в Томске и Перми — 0,6 лет, Красноярске — 0,7 лет. Казалось бы, это не очень большие цифры, однако индекс учитывает влияние лишь одного вредного вещества, тогда как воздух России загрязнён десятками токсичных соединений.

Сокращение продолжительности жизни из-за низкого качества воздуха связано с развитием опасных заболеваний и смертностью от них. По данным ВОЗ, из-за дыхания загрязнённым воздухом у детей происходят нарушения в работе лёгких, частые заболевания респираторными инфекциями и обострения астмы. У взрослых преждевременная смерть наступает из-за ишемической болезни сердца, инсульта, диабета или нейродегенеративных заболеваний, вызванных влиянием загрязнения воздуха.

Сердечно-сосудистые заболевания и диабет

Постоянное вдыхание воздуха, загрязнённого тонкодисперсными частицами PM2.5, приводит к обострению болезней, вызывающих инфаркты, инсульты, приступы стенокардии. Помимо этого, вдыхание частиц PM2.5 вызывает инсулинорезистентность, диабет и другие заболевания, поражающие эндокринную систему.

Негативное влияние загрязнения воздуха на здоровье человека доказывает исследование американских кардиологов из университета Case Western Reserve в Кливленде, которые изучали влияние частиц PM2.5 на лабораторных мышей. Мышей разделили на три группы: первая группа дышала очищенным воздухом, вторая — воздухом с концентрацией частиц PM2.5, как на улицах Нью-Дели и Пекина, а третья питалась излишне жирным кормом. За 24 недели эксперимента выяснилось, что диабет и дистрофические процессы в миокарде чаще всего наблюдались у мышей, которые дышали загрязнённым воздухом и питались жирной пищей.

Исследователи пришли к выводу, что загрязнение воздуха — это одна из основных причин развития инфарктов миокарда, инсультов, стенокардии и диабета.

Острые респираторные заболевания

Загрязнение воздуха раздражает слизистые оболочки глаз, носа и гортани, снижая тем самым местный иммунитет. Ослабленный иммунитет не в силах противостоять вирусам и бактериям, в результате чего у людей чаще развиваются респираторные заболевания.

В районах с повышенным загрязнением воздуха респираторные болезни не только чаще проявляются, но и тяжелее протекают, а также чаще приводят к летальному исходу. Это подтверждают данные ряда исследований.

Итальянские учёные доказали взаимосвязь между высоким уровнем летальности от COVID-19 и загрязнением атмосферы в Северной Италии. Оказалось, что в относительно чистых областях страны показатель летальности от коронавируса составляет 4,5%, тогда как в более загрязнённой северной части достигают 12%. К подобным выводам пришли и американские учёные из Гарвардской школы общественного здравоохранения. Они выяснили, что рост концентрации PM2.5 в воздухе лишь на 1 мкг/м³ связан с 15-процентным увеличением смертности от коронавируса.

Хронические заболевания органов дыхания

Исследования подтверждают, что загрязнение воздуха вызывает хронические респираторные заболевания, такие как астма, хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ) и фиброз лёгких.

Исследователи из столичного университета Джорджа Вашингтона в США доказали, что уровень детской заболеваемости астмой зависит от концентрации диоксида азота в воздухе. В ходе исследования учёные изучили данные о качестве воздуха и новых случаях астмы у детей в 194 странах и 125 крупных городах мира. Анализ данных показал, что ежегодно 4 млн новых случаев астмы у детей связаны с загрязнением воздуха диоксидом азота — это пятая часть всех случаев астмы в мире. 64% новых случаев этого заболевания происходят в городских центрах.

Учёные из университета Вашингтона в Сиэтле на протяжении 18 лет наблюдали за влиянием загрязнения воздуха на здоровье лёгких 7071 человек из шести крупных городов США: Нью-Йорка, Чикаго, Лос-Анджелеса, Балтимора, Сен-Пола и Уинстон-Салема. Во время испытаний уровень загрязнения воздуха измерялся не только на улице, но и в домах добровольцев. В итоге исследования выяснилось, что загрязнение воздуха озоном, частицами PM2.5, оксидами азота и чёрным углеродом увеличивает заболеваемость ХОБЛ и другими хроническими заболеваниями лёгких.

Американские учёные доказали, что повышение концентрации озона всего на три части на миллиард приводит к тому, что риск заболевания ХОБЛ вырастал так же сильно, как у человека, который 30 лет подряд выкуривает по пачке сигарет в день.

Россияне подвержены воздействию озона не меньше, чем добровольцы из США, участвовавшие в этом исследовании. Дело в том, что концентрации озона в воздухе России последние годы часто превышает допустимые значения. Так, в 2020 году среднегодовая концентрация озона в воздухе превышала ПДК в 1,1 раза.

Психические расстройства

Ряд исследований доказали взаимосвязь между уровнем загрязнения воздуха и вероятностью развития депрессии, биполярного расстройства, шизофрении и расстройства личности. Механизм воздействия загрязнённого воздуха на психику до конца не изучен, но наличие этой закономерности подтверждается многочисленными исследованиями.

Учёные из Чикагского университета проанализировали данные о качестве вдыхаемого воздуха и наличии психических расстройств у 151 млн жителей США и 1,44 млн жителей Дании. В результате сопоставления данных выяснилось, что в США у жителей наиболее загрязнённых округов риск возникновения биполярного расстройства был на 27% выше, а риск возникновения большого депрессивного расстройства на 6% выше, чем в районах с чистым воздухом. В Дании в наиболее неблагополучных районах риск развития большого депрессивного расстройства был на 50% выше, шизофрении — на 148%, расстройства личности — на 162%, биполярного расстройства — на 29% выше, по сравнению с экологически чистыми областями страны.

У людей, страдающих психическими расстройствами, ухудшение качества воздуха усугубляет течение болезни.

В ходе совместного исследования Бристольского университета и Имперского колледжа Лондона учёные сопоставили данные о наличии в воздухе оксида азота и частиц PM2.5 с частотой обращений жителей за психиатрической помощью. Выяснилось, что повышенная концентрация вредных соединений в воздухе повышает риск болезней и частоту обращений за психиатрической помощью: на 11% в случае с оксидом азота и на 7% в случае с PM2.5.

Учёные также обнаружили серьёзное влияние загрязнения воздуха на здоровье детей, в том числе на развитие их нервной системы.

Группа учёных из Университета Монаша в Австралии изучили влияние частиц PM1, PM2.5 и PM10 на развитие аутизма у детей в возрасте от нуля до трёх лет. Выяснилось, что вдыхание этих тонкодисперсных частиц увеличивает риск развития аутизма до 78%.

В 2013 году Международное агентство ВОЗ по изучению рака (МАИР) классифицировало загрязнённый атмосферный воздух и тонкодисперсные частицы PM2.5 и PM10 как канцерогены. По данным ВОЗ, загрязнение воздуха — это одна из главных причин развития онкологии, в особенности в случае рака лёгких и мочевого пузыря.

Учёные из Наньянского технологического университета в Сингапуре и Китайского университета Гонконга доказали, что повышенное содержание сажи (чёрного углерода) в воздухе лишь на 0,1 микрограмм на кубический метр вызывает рост заболеваемости аденокарциномой лёгких почти на 12%.

Доказано также, что ультрадисперсные частицы РМ0.1 (УДЧ, частицы размером до 0,1 мкм) способны проникать в ткани мозга и вызывать опухоли. Эти частицы также повсеместны, как и PM2.5 и PM10, они содержатся в выхлопных газах.

Канадские учёные из Университета Макгилла сопоставили уровень загрязнения атмосферы с частотой возникновения раковых опухолей у жителей Торонто и Монреаля. Выяснилось, что жители районов со средним уровнем загрязнения (50 тысяч ультрадисперсных частиц на 1 см³ воздуха) заболевали раком мозга в 1,5 раза чаще, чем жители более экологически чистых кварталов (15 тысяч УДЧ на 1 см³ воздуха). Жители районов с самым загрязнённым воздухом (97 тысяч УДЧ на 1 см³ воздуха) заболевали раком мозга почти в 2,3 раза чаще. Учёные доказали, что увеличение концентрации ультрадисперсных частиц на каждые 10 тысяч на 1 см³ приведёт к развитию опухоли головного мозга у одного человека на каждые 100 тысяч человек.

Как отслеживать уровень загрязнения атмосферы?

Следить за уровнем загрязнения воздуха можно в сервисе BreezoMeter — он получает показатели с государственных постов мониторинга, оценивает качество воздуха по шкале от 1 до 100 и показывает концентрацию в нём вредных веществ.
Сервис окрашивает карту в зависимости от уровня загрязнённости воздуха: от светло-голубого, означающего хорошее качество воздуха, до сиреневого — чрезвычайно плохого качества воздуха. Ниже представлена карта загрязнения воздуха Санкт-Петербурга по состоянию на 3 декабря 2021 года.

Карта загрязнения воздуха Санкт-Петербурга 3 декабря: качество воздуха оценивается в 58–80 пунктов из 100. Источник: BreezoMeter

BreezoMeter показывает загрязнение атмосферы в режиме реального времени, поэтому об ухудшении качества воздуха можно узнать прямо перед выходом из квартиры. Например, 2 декабря петербуржцам стоило отказаться от выхода из помещения без необходимости, а также от проветривания через окно, так как качество воздуха в течение всего дня оценивалось на 30–40 пунктов.

В сервисе можно узнать данные о концентрации PM2.5 за последний месяц. Так, по данным BreezoMeter, с 4 ноября по 3 декабря 2021 года в районе Исаакиевской площади в Санкт-Петербурге рекомендуемая ВОЗ допустимая концентрация PM2.5 превышалась ежедневно. Максимальное превышение — в 2,4 раза — было зафиксировано как раз 2 декабря.

Помимо сервиса BreezoMeter, можно воспользоваться государственными ресурсами, куда выгружаются данные с городских станций мониторинга воздуха. В Москве — это сайт Мосэкомониторинга, в Санкт-Петербурге — городской экологический портал.

Что такое загрязнение атмосферного воздуха определение

Статья 1. Основные понятия

В настоящем Федеральном законе используются следующие основные понятия:

атмосферный воздух — жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений;

(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

загрязняющее вещество — химическое вещество или смесь веществ, в том числе радиоактивных, и микроорганизмов, которые поступают в атмосферный воздух, содержатся и (или) образуются в нем и которые в количестве и (или) концентрациях, превышающих установленные нормативы, оказывают негативное воздействие на окружающую среду, жизнь, здоровье человека;

(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

загрязнение атмосферного воздуха — поступление в атмосферный воздух или образование в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха;

(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

вредное физическое воздействие на атмосферный воздух — вредное воздействие шума, вибрации, ионизирующего излучения, температурного и других физических факторов, изменяющих температурные, энергетические, волновые, радиационные и другие физические свойства атмосферного воздуха, на здоровье человека и окружающую среду;

(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

трансграничное загрязнение атмосферного воздуха — загрязнение атмосферного воздуха в результате переноса загрязняющих веществ, источник которых расположен на территории иностранного государства;

(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

неблагоприятные метеорологические условия — метеорологические условия, способствующие накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферного воздуха;

(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

предельно допустимый уровень физического воздействия на атмосферный воздух — норматив физического воздействия на атмосферный воздух, который отражает предельно допустимый максимальный уровень физического воздействия на атмосферный воздух, при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду;

(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

предельно допустимый норматив вредного физического воздействия на атмосферный воздух — норматив, который устанавливается для каждого источника шумового, вибрационного, электромагнитного и других физических воздействий на атмосферный воздух и при котором вредное физическое воздействие от данного и ото всех других источников не приведет к превышению предельно допустимых уровней физических воздействий на атмосферный воздух;

технологический норматив выброса — норматив выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух, устанавливаемый для технологических процессов основных производств и оборудования, отнесенных к областям применения наилучших доступных технологий, с применением технологического показателя выброса;

(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

предельно допустимая (критическая) нагрузка — показатель воздействия одного или нескольких загрязняющих веществ на окружающую среду, превышение которого может привести к вредному воздействию на окружающую среду;

(в ред. Федеральных законов от 30.12.2008 N 309-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

предельно допустимый выброс — норматив выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух, который определяется как объем или масса химического вещества либо смеси химических веществ, микроорганизмов, иных веществ, как показатель активности радиоактивных веществ, допустимый для выброса в атмосферный воздух стационарным источником и (или) совокупностью стационарных источников, и при соблюдении которого обеспечивается выполнение требований в области охраны атмосферного воздуха;

(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

временно разрешенный выброс — показатель объема или массы загрязняющего вещества, устанавливаемый для действующего стационарного источника и (или) совокупности действующих стационарных источников на период поэтапного достижения предельно допустимого выброса или технологического норматива выброса;

(в ред. Федеральных законов от 21.07.2014 N 219-ФЗ (ред. 28.12.2017), от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

мониторинг атмосферного воздуха — система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения;

охрана атмосферного воздуха — система мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду;

(в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

гигиенический норматив качества атмосферного воздуха — критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека;

(в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

экологический норматив качества атмосферного воздуха — критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на окружающую среду;

(в ред. Федеральных законов от 30.12.2008 N 309-ФЗ, от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

качество атмосферного воздуха — совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха;

технологический показатель выброса — показатель концентрации загрязняющего вещества, объема или массы выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух в расчете на единицу времени или единицу произведенной продукции (товара), характеризующий технологические процессы и оборудование;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

технический норматив выброса — норматив выброса загрязняющего вещества в атмосферный воздух, который определяется как объем или масса химического вещества либо смеси химических веществ в расчете на единицу пробега транспортного средства или единицу произведенной работы двигателя передвижного источника;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

источник выброса — сооружение, техническое устройство, оборудование, которые выделяют в атмосферный воздух загрязняющие вещества;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

стационарный источник — источник выброса, местоположение которого определено с применением единой государственной системы координат или который может быть перемещен посредством передвижного источника;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ)

передвижной источник — транспортное средство, двигатель которого при его работе является источником выброса;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ)

установка очистки газа — сооружение, оборудование, аппаратура, используемые для очистки и (или) обезвреживания выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух;

(абзац введен Федеральным законом от 21.07.2014 N 219-ФЗ; в ред. Федерального закона от 26.07.2019 N 195-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

результаты проведения сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха — обобщенные сведения о концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, отражающие состояние атмосферного воздуха на территории населенного пункта, его части или на территории индустриального (промышленного) парка и полученные с использованием методов расчетов рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на основании данных о выбросах загрязняющих веществ всех стационарных и передвижных источников, влияющих на качество атмосферного воздуха на указанных территориях.

Загрязнение атмосферы

Перед человечеством стоит масштабная задача — сохранение воздушной оболочки, защищающей планету. Федеральный закон не случайно называет этот газовый слой «жизненно важным» компонентом, ведь газовая оболочка содержит воздух, который необходим нам для жизни. К сожалению, не все компоненты полезны и безопасны для здоровья. Причиной этого становится серьезная экологическая проблема — загрязнение атмосферы.

Источники загрязнения

Все процессы, происходящие на планете, оставляют свои следы в газовой оболочке. Неправильно думать, что загрязнение атмосферы началось после того, как человеческая цивилизация открыла для себя промышленные производства. Сегодня ученые точно знают, что защитная оболочка загрязнялась практически все время: первоначально — из-за естественных причин, впоследствии к ним добавились искусственные (антропогенные) причины.

Естественными источниками загрязнения атмосферы становятся природные явления, которые происходят независимо от участия или желания человека.

К ним относятся последствия:

• природных пожаров;
• вулканических извержений;
• песчаных и пыльных бурь.

Кроме того, воздух загрязняется разнообразными выделениями, которые появляются в результате жизнедеятельности растений и животных: пыльца, экскременты и т.п.

Антропогенные источники вызваны человеческой деятельностью, научными и промышленными достижениями.

Разновидности антропогенных источников:

• транспортные выхлопы;
• выбросы промышленных предприятий;
• использование химикатов в сельской промышленности.

Загрязнение воздуха производят не только крупные или мелкие производства. Каждый из нас является антропогенным источником загрязнения атмосферы. Ведь в быту мы используем большое количество веществ, относящихся к бытовой химии (синтетических моющих средств, аэрозолей, спреев и т.п.), которые после применения надолго остаются в атмосфере. Большой проблемой, требующей серьезного отношения, является также бытовой мусор, количество которого постоянно увеличивается.

Разнообразие антропогенных источников позволяет классифицировать их, взяв за основу вид, который имеет загрязнение.

К биологическим загрязнителям воздуха относят многочисленные микробы, грибы и вирусы, являющиеся источниками инфекционных заболеваний.

В группу химических загрязнителей входят различные химические вещества (оксиды азота и углерода, аммиак, металлы из группы тяжелых и т.п.).

Физическими загрязнителями являются физические процессы, сопровождающие работу механизмов (шум, вибрация, появление электромагнитных волн, тепловой выброс и т.п.).

Вещества, загрязняющие атмосферу

Большой вред наносят атмосфере вещества, которые появляются при сгорании разных материалов.

К основным загрязнителям воздуха относятся:

• углеводороды, имеющие газообразное состояние (метан и т.п.);
• азотные соединения (оксид, аммиак);
• соединения на основе серы (диоксид — серный ангидрид, триоксид — сернистый ангидрид);
• соединения на основе углерода (монооксид — угарный газ, диоксид — углекислый газ).

Кроме того, загрязняют атмосферу работающие двигатели и механизмы. При их использовании в воздух попадают частицы тяжелых металлов, а результатами атомного производства и проводимых разными странами испытаний ядерного оружия является выброс в атмосферу радиоактивных веществ.

Скопление в атмосфере большого количества загрязняющих веществ может вызвать отравление, привести к тяжелому заболеванию, изменить климат.

Как определяется степень загрязнения воздуха

В повседневной жизни мы не всегда можем своевременно определить, насколько безопасным является воздух за окном. Не все загрязнители имеют запах, в некоторых случаях люди не связывают плохое самочувствие с состоянием газового слоя.

Постоянный контроль за качеством воздуха осуществляют специалисты-экологи.

В своей работе они руководствуются установленными нормами:

• стандартным индексом загрязненности (СИ);
• индексом загрязнения атмосферы (ИЗА).

Для получения показателя СИ делают замеры содержания вредных примесей, загрязняющих воздух. Затем максимальный замер делят на предельно допустимую концентрацию (ПДК).

При расчете ИЗА используют следующие данные:

• коэффициент, показывающий степень вредности загрязняющих веществ;
• среднегодовая концентрация данного вещества;
• предельно допустимая за 24 часа концентрация.

Еще один важный показатель, который используется при мониторинге загрязнения атмосферы, связан с наибольшей повторяемостью(НП) превышения ПДК. НП учитывает, как часто за месяц или за год количество примесей превышало ПДК.

Загрязнение воздуха в конкретной местности определяется по уровню ИЗА :

• до 5 — загрязнение низкого уровня;
• 5 — 6 — повышенное загрязнение;
• от 7 до 13 — высокое загрязнение;
• 14 и более — очень высокое загрязнение.

Стандартный индекс (СИ) определяет загрязнение атмосферы в процентах:

• до 20% — повышенный уровень;
• от 20 до 40% — высокий уровень;
• более 40% — очень высокий уровень.

Последствия для человека

Скопление в воздухе загрязняющих веществ выше ПДК и загрязнение атмосферы повышенного уровня можно заметить невооруженным глазом, без использования специальных приборов.

Смог из дыма и частиц сажи, висящий над городом, специфические запахи, образование налета на различных поверхностях — лишь некоторые заметные проявления того, что произошло загрязнение атмосферы.

Глобальными проявлениями становятся:

• разрушение защитного слоя озона в атмосфере планеты:
• выпадение осадков, содержащих большое количество вредных примесей — «кислотных дождей»;
• изменения климата, вызванные создавшимся «парниковым» эффектом.

Все это ведет к нарушению условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека.

Загрязнение воздушных масс становится причиной недомогания, от него снижается работоспособность, появляются головные боли, скачки давления, снижается иммунитет человека.

Негативная реакция организма, возникновение или обострение заболеваний, на борьбу с которыми уходит длительное время, также становятся опасными последствиями атмосферных загрязнений.

Смог затрудняет доступ солнечных лучей, тем самым лишает людей ультрафиолета, приводит к возникновению рахита, авитаминоза.

Пыль, сажа, частицы твердых металлов при вдыхании попадают в дыхательную систему человека. Раздражение органов дыхания становится причиной бронхиальной астмы, бронхитов и других заболеваний.

Из-за канцерогенов, попадающих в воздух в качестве отходов при сжигании топлива, развиваются онкологические заболевания.

Меры по предотвращению загрязнения

Человечество смогло осознать, что дальнейшее загрязнение атмосферы приведут к экологическому кризису и станет губительным для планеты. Поэтому ученые разных стран занимаются разработкой мер по снижению и предотвращению загрязнений.

Основные направления деятельности по сохранению атмосферного слоя

• Снижение отходов промышленной деятельности

Современное производство невозможно без серьезной очистки выбросов, являющихся отходами индустриальной деятельности. Многоуровневая система фильтров предотвращает попадание в воздух вредных примесей, снижает их негативное воздействие и предотвратит загрязнене окружающей среды.

Сегодня ученые работают над созданием такой системы очистки, которая обеспечит максимальную фильтрацию и благоприятную атмосферу при минимальной себестоимости.

• Качественная утилизация мусора

Количество мусора, которым наполняет воздух сам человек, может значительно снизиться при его вторичной переработке. Несколько раз можно использовать не только бумагу, металл или стекло. Найдены способы неоднократной переработки различных пластиков. Результатом вторичной переработки становится снижение объемов работы мусоросжигающих заводов и производимых ими выбросов.

Основной проблемой переработки является раздельный сбор мусора, на который перешли в настоящее время лишь отдельные страны.

• Переход на альтернативное топливо

Сегодня альтернативное топливо иногда воспринимается как научная задача, не имеющая практического применения. Однако оно все решительнее входит в разные сферы деятельности. Доказано, что ветряки и солнечные батареи способны обеспечить энергией, биотопливо уже используется в общественном транспорте ряда стран, обеспечивая экологическую безопасность.

• Минимализация использования химикатов

Понизить загрязнение атмосферы могут работники сельскохозяйственной промышленности. В борьбе за объемы полученного урожая они применяют различные химические препараты, которые накапливаются в почве, разрушают ее, попадают в воздух и насыщают его вредными веществами.

• Забота о «зеленых легких» планеты

Зеленые насаждения (леса, лесополосы, парки и скверы) выполняют важную функцию естественного очищения воздушного слоя. Рациональное использование и отказ от непродуманных вырубок леса, сохранение и создание новых лесополос вокруг промышленных предприятий, увеличение парковых зон в городской черте поможет сохранить воздух чистым и свежим.

Передавая приятные ощущения, полученные в каком-либо определенном месте, многие люди часто упоминают, что там была «хорошая атмосфера». Создать приятную атмосферу в ограниченном пространстве человек научился. Благоприятная атмосфера на планете — это необходимое условие для жизни каждого человека. Поэтому борьба с загрязнением воздуха является общей задачей всего человечества.

Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение
Центр Агрохимической Cлужбы
«Липецкий»

Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Степень воздействия зависит от количественных характеристик указанных факторов и длительности их воздействия.

Загрязнение атмосферного воздуха в настоящее время вызывает серьезную озабоченность.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которые оказывают негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем в целом. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным).

Естественное загрязнение вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, дым от лесных и степных пожаров и т.д.

Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ (ЗВ) в процессе деятельности человека. По масштабам оно превосходит природное.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха имеет значительные колебания во времени и пространстве. Эти колебания связаны с особенностями источников эмиссии загрязнителей (тип источника, природа и свойства загрязняющих воздух веществ, объем выброса и т.п.) и с влиянием метеорологических факторов (направление и скорость ветра, температурные инверсии, атмосферное давление, влажность воздуха, рельеф местности и расстояние до источника загрязнения).

Источники загрязнителей воздуха (ЗВ)

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят следующие отрасли промышленности:

• теплоэнергетика (ТЭС и АЭС, промышленные и городские котельные);
• предприятия черной металлургии,
• предприятия угледобычи и углехимии,
• автотранспорт (т.н. передвижные источники загрязнения),
• предприятия цветной металлургии,
• производство стройматериалов.

По агрегатному состоянию выбросы ЗВ в атмосферу классифицируются следующим образом:

• газообразные (SO2, NOx, CO, углеводороды и др.);
• жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей и др.);
• твердые (органическая и неорганическая пыль, свинец и его соединения, сажа, смолистые вещества и пр.).

Главные загрязнители (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной или иной деятельности человека — диоксид серы (SO2), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98 % в общем объеме выбросов ЗВ.

Кроме указанных главных загрязнителей в атмосферу попадает много других очень опасных ЗВ: свинец, ртуть, кадмий и другие тяжелые металлы (ТМ) (источники выброса: автомобили, плавильные заводы и др.); углеводороды (СnH m ), среди которых наиболее опасен бенз(а)пирен, обладающий канцерогенным действием (выхлопные газы, топка котлов и т.д.); альдегиды и, в первую очередь, формальдегид; сероводород, токсичные летучие растворители (бензины, спирты, эфиры) и др.

Наиболее опасное загрязнение атмосферы — радиоактивное. В настоящее время оно обусловлено в основном глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами — продуктами испытания ядерного оружия, проводившимися в атмосфере и под землей. Приземный слой атмосферы загрязняют также выбросы в атмосферу радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации и другие источники.

Наиболее распространенные загрязнители окружающей среды в городах — диоксид серы (SO2), взвешенные частицы и оксиды азота (NOx), озон (O3), оксид углерода (CO), свинец (Pb). Сжигание полезных ископаемых ведет к высвобождению SOx и NO2. Озон — фотохимический окислитель и основная составляющая часть фотохимического смога — не высвобождается прямо из источников сгорания, но образуется в нижних слоях атмосферы из NOx и летучих органических соединений в присутствии солнечного света. В таблице представлены основные источники загрязнителей атмосферного воздуха.

Основные источники загрязнителей воздуха вне помещений

Загрязнители	Источники
Оксиды серы (SOx)	Сгорание угля и нефти, места выплавки руды
Взвешенные частицы	Продукты сгорания (топлива, биомассы), табачный дым
Оксиды азота (NOx)	Сгорание топлива и газа.
Оксид углерода (CO)	Неполное сгорание бензина и газа
Озон (O3)	Фотохимическая реакция
Свинец (Pb)	Сгорание бензина, сгорание угля, производство батарей, кабеля, припоя, краски
Органические вещества (Cn Hm)	Нефтехимические растворители, испарение несгоревшего топлива

Распространение и перенос загрязнителей воздуха

Две основные группы факторов, влияющих на распространение и перенос выбросов загрязнителей воздуха, — метеорологические (включая влияния микроклимата, такие как «тепловые островки») и топографические факторы.

В зависимости от масштабов различают:

• местное (повышение содержания ЗВ на небольшой территории: город, промышленный район, сельскохозяйственная зона);
• региональное (в сферу негативно воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета);
• глобальное (изменение состояния атмосферы в целом).

Тепловая инверсия вносит вклад в проблему распространения взвешенных частиц в местах с умеренным и холодным климатом. В нормальных условиях распространения горячие газы-загрязнители поднимаются вверх, вступая в контакт с более холодными воздушными массами с повышением высоты. Однако при определенных обстоятельствах температура может увеличиваться с увеличением высоты, в результате формируется инверсионный слой, способствующий накапливанию загрязнителей вблизи источника выбросов и задержке их диффузии.

Крупномасштабное распространение загрязнения воздуха из больших городских зон может оказывать воздействие, проявляющееся как в рамках страны, так и в рамках региона. Например, оксиды азота и серы могут вносить свой вклад в кислотные осадки, выпадающие на значительных расстояниях от источника выбросов. Концентрации озона часто увеличиваются по направлению ветра от городских зон, т.е. задержка по времени вносит свой вклад в фотохимические процессы.

Воздействие загрязнителей воздуха на человека и окружающую среду.

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами — от прямой и немедленной угрозы (смог, угарный газ и др.) до медленного и постепенного разрушения систем жизнеобеспечения организма.

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с атмосферной влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательные пути. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO2), вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз.

Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки (глаз, легких) участвуют в образовании ядовитых туманов и т.д.; особо опасны они в воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями (возникает эффект синергизма, т.е. усиления токсичности всей газообразной смеси).

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа, СО): при остром отравлении появляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя три — семь дней после отравления).

Среди взвешенных частиц (пылей) наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, способные проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятными последствиями могут сопровождаться и такие незначительные по объему выбросы, как содержащие свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Эти поллютанты угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают иммунитет и т.д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, имеют широчайший диапазон действия: От кашля до летального исхода.

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ наносят большой вред также растениям, животным и экосистемам планеты в целом. Описаны случаи массового отравления диких животных, птиц, насекомых при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых).

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1. возможное потепление климата (“парниковый эффект”);
2. нарушение озонового слоя;
3. выпадение кислотных дождей.

Нормирование качества атмосферного воздуха

Полностью отказаться от выведения промышленных отходов в природную среду человек пока не может. Но поскольку многие примеси неблагоприятно воздействуют на людей, животных, растения, необходимо ограничить поступления этих примесей в природную среду. Основным показателем, используемым для контроля качества воздуха, является предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК) максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного действия. Как правило, устанавливается в мг/м3.

Если вещество оказывает на окружающую природу вредное действие в меньших концентрациях, чем на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого вещества на окружающую среду.

Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью прекратить выброс вредных соединений в воздушную среду, выражается в том, что существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, так как используются два типа ПДК: для воздуха рабочей зоны — ПДКрз и населенного пункта — ПДКнп. Раздельное нормирование содержания примесей предусматривает также разделение ПДК на максимальные разовые — ПДКмр и среднесуточные — ПДКсс.

ПДКмр — это характеристика опасности вредного вещества. Она устанавливается для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущения запаха, световой чувствительности, изменения биоэлектрической активности головного мозга и др.) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. ПДКсс установлена для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм человека.

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест регламентированы Гигиеническими нормативами ГН 2.1.6.1338-03, утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 30 мая 2003 г. № 114. В соответствии с указанными нормативами установлены класс опасности вещества, допустимая максимальная разовая и среднесуточная концентрация примесей. Для вредных веществ, для которых ПДК не утверждены, определены ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосфере населенных пунктов (См. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2505-09 «Дополнение № 4 к ГН 2.1.6.2309-07 «Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»», утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 27 апреля 2009 г. № 25.

В таблице приведены предельно допустимые концентрации некоторых наиболее характерных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в населенных пунктах.

ПДК наиболее характерных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в населенных пунктах

Загрязнение атмосферы, основные источники и загрязнители

Атмосфера – это газовая оболочка, которая окружает Землю.

Атмосфера появилась в результате двух процессов. Первый из них –испарение космических тел при их падении на Землю, а второй – извержения вулканов на протяжении миллионов лет (дегазация земной мантии). В наши дни атмосфера состоит из азота (более 75%), кислорода (более 23 %), аргона (1,3%), углекислого газа (0,05 %), а также водорода, ксенона, криптона, неона, метана и гелия.

Все источники загрязнения атмосферы принято делить на природные (извержения вулканов, продукты животной и растительной жизнедеятельности, лесные пожары и песчаные бури) и антропогенные (созданные человеком).

Основным природным источником загрязнения атмосферы является процесс вулканической деятельности. Извержения вулканов становятся причинами глобального загрязнения атмосферы и других слоев биосферы. Процесс загрязнения атмосферы из-за извержения вулканов имеет следующий вид: в атмосферу выбрасывается огромное количество вредных газов и частиц, которые разносятся по всему Земному шару воздушными потоками. Продолжительность такого загрязнения может достигать несколько десятков лет.

К антропогенным источникам загрязнения можно отнести:

• вентиляционные выбросы на подземных месторождениях полезных ископаемых (шахты);
• выбросы промышленных предприятий;
• сжигание топлива в факельных печах;
• сжигание топлива в двигателях транспортных средств;
• загрязнение взвешенными частицами (сжигание мусора на заводах);
• производственная деятельность;
• сжигание горючих полезных ископаемых (нефть, уголь);
• работа теплоэнергостанций.

Из всех перечисленных антропогенных источников загрязнения атмосферы самым главным является загрязнения в результате сгорания горючих веществах в двигателях автотранспорта. Объем такого загрязнения может достигать 50 процентов от общего объема. Также мощными источниками загрязнения атмосферы являются испытания ядерного оружия и катастрофы на атомных электростанциях. Такое загрязнение состоит в быстром разносе воздушными потоками на большие расстояние радионуклидов.

Готовые работы на аналогичную тему

Загрязнение атмосферы оказывает негативное влияние на человека и составляющие биосферы. Загрязненная атмосфера может стать причинами таких заболеваний человека как: рак кожи, горла легких, разнообразные аллергические и респираторные болезни, а также причиной физиологических дефектов у новорожденных. Учеными давно выявлена тесная связь между состоянием атмосферы и здоровьем людей.

Загрязнение атмосферы также оказывает негативное влияние на гидросферу (водная оболочка Земли). В основном подземные поверхностные воды питаются атмосферными осадками, поэтому их химический состав сильно зависит от химического состава атмосферы.

Негативному воздействию атмосферы также подвергнута почва. Связано это с выпадением атмосферных осадков, которые сильно отличаются по химическом составу от нормы. Такие осадки приводят к вымыванию кальция гумуса и кальция, а также нарушают процесс фотосинтеза, из-за чего гибнет большое количество растительности.

Виды загрязнений и основные загрязнители атмосферы

Загрязнитель – это вещество природного или антропогенного происхождения, которое попадает в окружающую среду в количестве, превышаемого норму.

По характеру загрязнения делятся на три вида:

• физические, к которым относятся шумовое, электромагнитное, тепловое, механическое и электромагнитное. В этом случае основными загрязнителями атмосферы являются пыль, твердые крупные частицы, изотопы, теплый воздух и другие;
• химические, к которым относятся загрязнения аэрозолями или газообразными веществами. При химическом загрязнении основными загрязнителями выступают: тропосферный озон, фреоны, диоксид азота, диоксиды серы, углекислый газ, оксид углерода, тяжелые металлы (цинк, ртуть, свинец, кадмий, медь и другие), альдегиды (акролеин, формальдегид и другие), атмосферная пыль, аммиак и радиоактивные изотопы;
• биологические загрязнение – загрязнение микробами, спорами грибов, бактериями, вирусами и продуктами их жизнедеятельности.

Большой вклад в загрязнение атмосферы вносят строительные и химические предприятия, а также предприятия целлюлозно-бумажной промышленности, черной и цветной металлургии.

Охрана атмосферного воздуха

Охрана атмосферного воздуха в Российской Федерации регламентируется законом «Об охране атмосферного воздуха». Данный закон устанавливает объем вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, данную цифру не должно превышать ни одно предприятие на территории Российской Федерации. Данное требования устанавливается индивидуально для предприятия или объекта в зависимости от его сферы деятельности и мощности.

Также закон содержит в себе требования по применению предприятиями средств защиты растений, находящихся на территории этого предприятия.

Каждое предприятие, деятельность которого становится причиной загрязнения атмосферного воздуха должно обустроить санитарно-защитную зону, которая будет отделять его от ближайших населенных пунктов. Размеры таких зон устанавливаются индивидуально, в зависимости от сферы деятельности, мощности и размера предприятия и занимаемой им территории. Размер защитных зон утверждается и устанавливается Министерством здравоохранения и Государственного строительства Российской Федерации.

Для повышения эффективности санитарных зон рекомендуется (а в некоторых случаях это обязательное требование) высаживать на их территории деревья и прочую растительность.

Загрязнение атмосферного воздуха уже десятки лет является проблемой планетарного масштаба. Только слаженные действия всех стран и предприятий Земли может решить эту проблему, которая в недалеком будущем может обернуться экологической катастрофой мирового масштаба.

Загрязнение атмосферного воздуха

В состав воздушной среды постоянно входят разнообразные посторонние включения, попадающие в него из различных источников. С течением времени в результате деятельности человека, направленной на развитие технического прогресса, количество таких посторонних примесей к воздушной среде увеличивается. В настоящее время так называемый чистый воздух в населенных пунктах практически можно показывать лишь в виде экспоната.

И хотя атмосфера может самоочищаться, сегодня в результате хозяйственной деятельности человека образуется такое огромное количество загрязнений, что окружающая нас атмосфера уже не может очищаться самостоятельно, и требует специальных мероприятий, направленных на ее охрану. Поэтомусамоочищение атмосферы стало невозможным без непосредственного участия в нем человека.

Все загрязнения воздушной среды можно разделить на три вида:

1. Твердые (пыль).
2. Жидкие (пары).
3. Газообразные.

Твердые загрязнения (пыль) по происхождению можно разделить на несколько категорий:

• Почвенная пыль. Поднимается в воздухе поверхности почвы в результате перемещения воздушных масс. Этому особенно способствует движение транспортных средств.
• Космическая пыль. На землю из космоса оседает некоторое количество твердых частиц, не имеющих практического значения.
• Морская пыль. Образуется в результате высыхания брызг соленой воды при волнении моря. Также не имеет практического значения.
• Твердые выбросы в атмосферу из энергетических установок (промышленных предприятий и отопительных систем).
• Иногда в отдельную категорию выделяют радиоактивную пыль, попадающую в воздух в результате аварийных ситуаций на предприятиях,использующих радионуклиды.

Наибольшее практическое значение имеют пылевые загрязнения, выбрасываемые в воздух энергетическими системами, поскольку количество последних постоянно возрастает. При этом роль промышленных предприятий и домовых отопительных систем может меняться в зависимости от местных условий. В некоторых местах ведущую роль играют промышленные предприятия, в других — домовые отопительные системы. Но в целом промышленные предприятия являются в этом отношении ведущими. По данным, полученным из многих стран, отмечено, что с развитием промышленности количество загрязнений, поступающих в воздух, пропорционально увеличивается. Особенно много твердых загрязнений поступает в воздух при сжигании твердого топлива (угля). При этом в воздух выбрасываются: 1) зола, 2) недожог, 3) сажа.

Зола представляет собой негорючие примеси к углю, содержание которых в нем может варьировать от 6-12 % (высокосортные угли) до 30-35 % (низкосортные).

Недожог представляет собой несгоревшие частицы угля, количество которых зависит от степени аэрации энергетической установки. Это продукт неполного сгорания угля. Она является наиболее патогенным компонентом из твердых выбросов, так как содержит смолистые вещества, среди которых имеют место и канцерогенные смолы (3,4-бензпирен, 1,2,5,6-дибензантрацен, метил-холантрен и др.).

Зола является самым существенным компонентом выбросов энергетических установок.

Существует два способа сжигания угля: послойный и пылевидный. При первом способе уголь набрасывают в топку слоями, при втором — предварительно измельчают и вводят в топку в виде пыли. При этом коэффициент полезного действия значительно возрастает.

При пылевидном сжигании топлива, являющимся наиболее эффективным, в воздух (через трубу) выбрасывается около 80% образующейсязолы. Поэтому при сжигании угля, содержащего 30% золы (к примеру, подмосковный уголь), в воздух поступает около 240 кг золы на каждую тонну сжигаемого топлива (в одной тонне содержится 300 кг золы, 80% от которых составит 240 кг). Таким образом, крупная ТЭЦ, потребляющая около 1000 тонн угля в сутки, выбрасывает около 240 тонн золы. Для наглядности можно представить себе, что это 80 трехтонных грузовиков. К этому следует добавить еще недожог и сажу. Кроме того, некоторые промышленные предприятия выбрасывают в воздух специфические продукты, загрязняющие атмосферу (к примеру, цементные заводы). В результате в городах с развитой промышленностью в воздухе витает огромное количество пыли. В частности, установлено, что в крупных городах с развитой промышленностью на каждый квадратный километр поверхности из воздуха оседает пыль, измеряемая тысячами тонн в год. Например, в Луганске — около 1300 т/км, в Днепропетровске — около т/км и т. д., причем в этих данных отчетливо проявляется влияние развития промышленности, оказываемое на степень загрязнения воздуха. Например, в Остраве в 1954 г. на каждый километр поверхности оседало 557 тонн пыли, а 1958 г, с развитием промышленности — 1018 тонн. Такие же примеры можно привести и по другим городам.

Атмосферную пыль в соответствии с классификацией Джиббса разделяют на следующие категории:

• собственно пыль (оседает с ускорением, величина частиц 100-10 микрон);
• облака или туманы (оседает с постоянной скоростью, величина частиц 10-0,1 микрон);
• дым (не оседает, а находится постоянно в состоянии броуновского движения, величина частиц менее 0,1 микрона).

Степень дисперсности пылевых частиц имеет также значение с точки зрения проникновения их в дыхательные пути. Самая крупная пыль (величина частиц более 10 микрон) в основном задерживается в верхних дыхательных путях и выводится с секретом слизистых оболочек. Более глубоко проникает пыль с величиной частиц от 5 до 10 микрон. Наиболее опасной считается пыльс величиной частиц менее 5 микрон, которая проникает в альвеолы.

Источниками газообразных загрязнений воздуха являются в основном промышленные предприятия и отопительные системы, в которых сгорает уголь, однако в качестве источников газообразных загрязнений следует назвать также транспорт, использующий двигатели внутреннего сгорания. Уголь содержит в себе в качестве постоянной примеси серу, которая при сгорании угля окисляется до сернистого газа. Этот газ является основным компонентом газообразных загрязнений, выбрасываемых в воздух энергетическими установками.

Каждая крупная ТЭЦ дополнительно к пыли выбрасывает в сутки около 300 тонн сернистого газа, а также окись углерода, двуокись углерода, окислы азота и др. Кроме того, многие промышленные предприятия выбрасывают в воздух значительное количество специфических газообразных примесей. В частности, химические предприятия выбрасывают в воздух огромное количество разнообразных токсических компонентов.

Автомобильный транспорт, широко распространенный в современных городах, является основным источником загрязнения воздуха окисью углерода. Кроме этого, транспорт выбрасывает в воздух разнообразные окислы азота, двуокись углерода, недосгоревшие углеводороды, озон и др. газы. Дизельные двигатели выбрасывают в воздух также сажу, а двигатели, использующие в качестве топлива этилированный бензин, — значительное количество свинца. Каждый работающий двигатель легкового автомобиля обычно выбрасывает в воздух около 3 м3 чистой окиси углерода в час, а грузовые — вдвое больше. Число автомобильного транспорта постоянно растет, и в настоящее время количество автомобилей в мире сопоставимо с количеством населения.

В результате этого в воздухе крупных городов с интенсивным автомобильным движением концентрация окиси углерода значительно превышает предельно допустимые нормы.

Жидкие загрязнения образуются в воздухе главным образом за счет взаимодействия газообразных загрязнений с атмосферной влагой. В результате,например, из сернистого газа, выбрасываемого в воздух энергетическими системами, образуются кислоты, содержащие серу, и т. д., которые затем выпадают из атмосферы в виде так называемых кислотных дождей.

В настоящее время все вместе взятые загрязнения воздушной среды достигают во многих случаях таких высоких концентраций, которые представляют опасность для здоровья и жизни людей. Высокие степени загрязнения атмосферы принято называть сейчас токсическими туманами или смогами. Такие смоги в прежние времена случались довольно редко и лишь в некоторых городах, отличающихся характерными погодными условиями. Дело в том, что погодные условия играют существенную роль в возникновении таких токсических туманов. Последние образуются обычно при некотором сочетании метеорологических факторов: при низкой облачности, наличии температурной инверсии (см. предыдущую лекцию), полном штиле. Именно при таком стечении метеорологических условий загрязнения, выбрасываемые в воздух, не разносятся ветром, т. е. не разбавляются и концентрируются у поверхности земли. Раньше классическим городом, где возникали эти туманы, был Лондон, однако в последние годы география их возникновения резко расширилась. Они стали появляться практически во всех городах мира, даже в Японии, где смог называют «когай». В связи с этим во многих городах вынуждены предпринимать чрезвычайные меры по защите людей от вредного влияния этих смогов. Так, в Лос-Анджелесе при достижении определенных концентраций токсических веществ в воздухе объявляются тревоги номер 1, 2, 3. В соответствии с объявлением этих тревог предпринимаются меры по снижению концентрации этих загрязнений: приостанавливается деятельность некоторых предприятий, выбрасывающих в воздух особенно большое количество токсических веществ, перекрываются для движения некоторые транспортные магистрали. Известно, например, что турецкие власти при достижении высоких концентраций загрязнения воздуха прекращают деятельность некоторых школ, не рекомендуют людям выходить на улицу и т. д. Особенно это касается детей и лиц пожилого возраста. В Германии и Японии при таких обстоятельствахлюдям рекомендуют пользоваться приспособлениями для защиты органов дыхания (респираторами, противогазами).

Степень загрязнения атмосферы напрямую зависит от количества выбрасываемых в окружающую среду вредных веществ и их состава, от высоты, на которой производятся выбросы, и от природных условий, определяющих дальность переноса и рассеивания выбрасываемых веществ. Источники загрязнения атмосферы классифицируются по мощности выброса, по температуре выходящих газов и высоте выброса.

Степень загрязненности воздуха в значительной степени зависит от разнообразных условий:

а) от времени года (зимой больше, чем летом, потому что включаются отопительные системы);

б) от времени суток (максимальное — утром, минимальное — ночью);

в) от силы и направления ветра (разбавление); г) от вертикального градиента температуры (температурной инверсии);

д) от степени влажности воздуха (туманы способствуют концентрации загрязнений);

е) от частоты и количества атмосферных осадков;

ж) от расстояния по отношению к источникам выбросов.

Наибольшее количество пыли оседает вблизи места выброса. Так, вокруг ТЭЦ с количеством выбросов 200 тонн/сутки концентрация пыли достигает: на расстоянии 0,5 км — 5,94 мг/м на расстоянии 1 км — 3,11 мг/м на расстоянии 2 км — 1,21 мг/м на расстоянии 3 км — 0,47 мг/м

Охрана атмосферного воздуха от загрязнения сегодня включает в себя целый комплекс мероприятий, к которым относится вынесение производств с самыми вредными выбросами далеко за пределы городов, ликвидация небольших котельных и создание современных котельных с высокими трубами. Также к мерам охраны относится и широкое использование газового, малозольного и низкосернистого топлива.

Загрязнение воздуха в городах России — основные источники, факторы

Проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах России имеет большое значение как для экологии страны в целом, так и для здоровья отдельных граждан и групп населения. Согласно открытым данным, более половины россиян проживают в условиях повышенной концентрации вредных веществ в атмосфере. Примерно треть наших соотечественников живут в городах с превышением норм загрязнения по ряду компонентов минимум в несколько раз.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах России имеет большое значение как для экологии страны в целом, так и для здоровья отдельных граждан и групп населения. Согласно открытым данным, более половины россиян проживают в условиях повышенной концентрации вредных веществ в атмосфере. Примерно треть наших соотечественников живут в городах с превышением норм загрязнения по ряду компонентов минимум в несколько раз.

Источники загрязнения атмосферного воздуха

На состояние окружающей среды в российских городах влияют как антропогенные, так и природные факторы. К антропогенным относят источники загрязнения, связанные с деятельностью человека. В первую очередь это относится к работе промышленных, горно-добывающих, энергетических, транспортных предприятий, выбросов котельных, автотранспорта и печного отопления.

Среди природных факторов стоит выделить пожары (лесные и торфяные), а также потенциал загрязнения атмосферы (сокращенно ПЗА). Последний параметр определяется географическими и геологическими особенностями местности и не связан напрямую с источниками выбросов. Если город расположен в низменной местности с плохой циркуляцией воздуха, то даже при небольшом количестве выбросов состояние атмосферы здесь может быть крайне неудовлетворительным.

Внутригородские источники загрязнения воздуха

Все антропогенные источники загрязнения воздуха в городах России удобно разделить на две группы. К первой относятся объекты отраслевой промышленности (карьеры, нефтеперерабатывающие, металлургические, химические комбинаты и пр.). Ко второй — внутренние для городов источники, основными из которых являются коммунальные теплоэнергетические предприятия и автомобильный транспорт.

В последние десятилетия во многих городах резко выросла роль внутренних источников загрязнения. Это объясняется сразу несколькими причинами: снижением объемов промышленного производства, переходом части теплоэнергетических предприятий на более экологическое топливо (газ), продолжающейся урбанизацией российского общества и повышением уровня жизни населения.

Транспортные выбросы

Процесс нарастания урбанизации и связанный с ним рост потребления неизбежно ведет к увеличению выбросов, обусловленных работой энергетических предприятий и функционированием автомобильного транспорта.

Ежегодно увеличивается количество автомобилей в личном пользовании граждан. Одновременно повышается численность грузового и пассажирского автотранспорта. В результате постоянно растет и общее количество производимых автотранспортом выбросов.

Наиболее явственно этот процесс наблюдается в крупных городах, мегаполисах (особенно в Москве и Петербурге). Даже если в конкретном городе или районе практически нет промышленных предприятий, экологическая обстановка может быть неблагоприятной только за счет выхлопных газов.

Выбросы энергетических предприятий

Повышение уровня жизни граждан приводит к массовому использованию бытовой и электронной аппаратуры, вследствие чего увеличивается потребление электроэнергии. Одновременно расширяется сфера услуг, в связи с чем постоянно строятся новые торговые центры, супермаркеты, рестораны и другие объекты инфраструктуры. Это тоже повышает нагрузку на электросети.

Значительная часть электричества вырабатывается тепловыми электростанциями, работа которых сопровождается большим количеством выбросов. Если в европейской части страны многие ТЭС работают на газе, то в Сибири и на Дальнем Востоке многие теплостанции по-прежнему используют менее технологичное и более вредное топливо.

Существенную лепту в загрязнение атмосферы вносят котельные и ТЭЦ. Особую опасность представляют объекты, работающие на угле, торфе и в несколько меньшей степени — на мазуте. В ряде российских городов сохраняется также значительная доля частного печного отопления, для которого характерен особенно высокий выброс загрязняющих атмосферу веществ и твердых частиц (в виде дыма и сажи).

Промышленные выбросы

Вторую большую группу антропогенных источников загрязнения составляют выбросы промышленных предприятий. Особую опасность здесь традиционно представляет химическое, нефтеперерабатывающее и металлургическое производство. Города, в которых расположены крупные комбинаты указанных отраслей, традиционно попадают в различные списки и рейтинги неблагополучных мест жительства.

Традиционно принято рассматривать в качестве важного определяющего фактора экологической обстановки в конкретном городе общее количество промышленных выбросов. Данный критерий зачастую оказывается малоинформативным из-за разной степени влияния на здоровье различных вредных веществ.

Этот фактор легко пояснить разницей предельно допустимых концентраций (ПДК), принятых для наиболее распространенных соединений. Приведем характерный пример: ПДК бензапирена в 3–5 млн раз ниже, чем оксида углерода. Поэтому превышение по отдельным соединениям во многих случаях является более показательным, чем общий объем выбросов. Особенно это характерно для химических и других особо вредных производств.

Природные факторы

К природным источникам загрязнений атмосферного воздуха относятся пожары, эрозия почв, пылевые и песчаные бури. В российских условиях наибольшую опасность представляют лесные пожары, возгорания торфяников, повышенная запыленность в степной зоне.

Пожары в лесистой местности больше характерны для восточной части страны. Всем памятны продолжавшиеся по несколько месяцев кряду таежные пожары в 2010-х годах. Области сплошного возгорания занимали громадные территории. Существенную роль в этом процессе играет изменение климата. Согласно научным прогнозам, среднегодовые температуры будут расти и дальше. Поэтому надеяться на сокращение объемов лесных пожаров в ближайшей перспективе не приходится.

Для центральной части страны более характерны пожары на торфяниках. В некоторых районах в жаркие летние месяцы это становится настоящим бедствием. Это тоже связано с глобальным потеплением. Присутствует такая проблема и в столице. Эффективно бороться с ней у властей не получается, поэтому гражданам стоит самостоятельно озаботиться защитой своих жилищ от неприятного запаха гари.

В степной зоне ряд городов страдает от повышенного уровня пыли в летние месяцы. Это явление повышает риск легочных и онкологических заболеваний.

Потенциал загрязнения атмосферы

Этот природный фактор не относится непосредственно к источникам загрязнения, однако он критически важен для экологической обстановки в конкретном городе. Многие российские города стабильно попадают в рейтинги неблагополучных именно из-за географических особенностей.

Даже при отсутствии каких-то вредных производств состоянии атмосферного воздуха в таких населенных пунктах значительную часть года является неудовлетворительным. Особенно это проявляется зимой, в отопительный сезон.

Отметим, что частное печное отопление зачастую влияет на экологию значительно хуже централизованных котельных и ТЭЦ. Это объясняется не только качеством топлива, но и особенностями расположения труб. В низменных районах с плохой циркуляцией воздуха дым из печных труб частных домов скапливается в низинах, создавая целые облака смога. Аналогичным образом ведут себя и выхлопные газы транспорта.

Если же в районах с высоким ПЗА расположены промышленные предприятия с вредными выбросами, то это приводит к еще большему ухудшению экологической обстановки. Отметим, что на уровень ПЗА влияет не только рельеф, но и географическое районирование. В резко континентальном климате Сибири эти явления проявляются намного сильнее, чем в западной части страны.

Классификация городов РФ по характеру загрязнения воздуха

pВсе российские города можно разделить на несколько групп в зависимости от наблюдаемой в них картины выбросов и состояния атмосферного воздуха. Подчеркнем, что эта классификация является в определенной степени условной. Некоторые населенные пункты можно отнести к двум группам одновременно.

В общем случае уровень загрязнения воздуха в городах России зависит от комбинации различных факторов, среди которых важную роль играют явления как антропогенного, так и природного характера.

1. Города с высоким уровнем влияния внутренних источников загрязнения

К этой категории относятся российские города, в которых на степень загрязнения воздуха влияют преимущественно такие факторы, как автотранспорт и теплоэнергетические предприятия. Здесь можно выделить следующие подгруппы.

• Мегаполисы с высокой концентрацией автотранспорта и сложностями организации дорожного движения (включая обе столицы, Екатеринбург, Нижний Новгород, Самару, Ростов-на-Дону и др.).
• Города со сходными проблемами, находящиеся в зонах высокого ПЗА (включая Краснодар, Ставрополь, Барнаул, Волгоград, Кемерово, Томск, Таганрог, Оренбург, Тюмень, Красноярск и др.).
• Города в зонах очень высокого ПЗА (включая Иркутск, Братск, Читу, Кызыл, Прокопьевск, Улан-Удэ и др.).
• Города с большим количеством угольных котельных (включая Магадан, Владивосток, Хабаровск, Благовещенск и др.).

В последнюю подгруппу входит ряд городов Дальнего Востока, где уголь является основным видом топлива в котельных.

2. Города с сильным влиянием промышленных предприятий

Здесь тоже выделяют ряд подгрупп.

• Города с высокими объемами выбросов крупных металлургических комбинатов (включая Магнитогорск, Норильск, Череповец, Липецк, Новокузнецк и др.).
• Города со средним уровнем металлургических выбросов, расположенные в зонах высокого ПЗА (включая Краснотурьинск, Ачинск, Братск, Владикавказ, Шелихов и др.).
• Города с выбросами повышенной токсичности от химических или целлюлозных комбинатов (включая Соликамск, Стерлитамак, Бийск, Ангарск, Зиму, Березники, Уфу, Кемерово и др.).

3. Города с сильным влиянием природных и природно-техногенных особенностей

К этой категории относятся преимущественно города степной зоны, в которых наблюдается повышенная запыленность в летний период (включая Азов, Тюмень, Читу, Нерчинск). Особняком стоит город Мирный, в котором основное загрязнение формируется на базе выделений из горных карьеров.

Во многих городах указанные факторы переплетаются и поэтому их можно отнести сразу к нескольким категориям или подгруппам (Братск, Иркутск, Казань, Кемерово, Тюмень и пр.).

Рейтинги самых грязных городов

Официальный список городов с самым высоким уровнем загрязнения воздуха в России составляет Росгидромет. Результаты текущих исследований публикуются ежегодно. Количество городов в списке не постоянно и все время меняется. Так, в 2019 году 5 городов покинули этот перечень. Основной причиной стало снижение концентрации в воздухе бензапирена. В числе «счастливчиков» оказались Ангарск, Красноярск, Барнаул, Искитим и Петровск-Забайкальский. А вот Южно-Сахалинск вернулся в список ввиду возросшей концентрации формальдегида.

Всего в перечне Росгидромета — 18 городов. Они приводятся без ранжирования по количеству выбросов и опасности состояния атмосферы. Ниже размещен список городов за 2019 год с указанием наиболее характерных для каждого вредных веществ.

Важный момент: во всех перечисленных городах одним из пяти самых опасных соединений является бензапирен.

• Абакан — взвешенные вещества (далее — ВВ), диоксид азота, оксид углерода, формальдегид;
• Свирск — ВВ, диоксиды азота и серы, оксид углерода;
• Братск — ВВ, формальдегид, сероуглерод, фторид водорода;
• Селенгинск — ВВ, микрочастицы фракций PM2,5 и 10, приземный озон;
• Зима — диоксид азота, оксид углерода, формальдегид, хлорид водорода;
• Улан-Удэ — ВВ, микрочастицы PM2,5 и 10, формальдегид;
• Иркутск — ВВ, формальдегид, оксид и диоксид азота;
• Усолье-Сибирское — ВВ, формальдегид, диоксиды серы и азота;
• Кызыл — ВВ, формальдегид, диоксид азота, оксид углерода;
• Черемхово — диоксиды серы и азота, ВВ, оксид азота;
• Лесосибирск — ВВ, формальдегид, диоксид азота, оксид углерода;
• Черногорск — диоксид азота, ВВ, формальдегид, оксид углерода;
• Минусинск — диоксид азота, ВВ, формальдегид, оксид углерода;
• Чита — ВВ, фенол, формальдегид, диоксид азота;
• Новокузнецк — ВВ, фторид водорода, аммиак, диоксид азота;
• Шелехов — озон, ВВ, микрочастицы PM10, диоксид азота;
• Норильск — диоксиды азота и серы, оксид азота, ВВ;
• Южно-Сахалинск — формальдегид, диоксид азота, углерод (сажа), ВВ.

Некоторые российские города периодически включаются в рейтинги самых грязных в мире. Характерным примером здесь является Норильск. При этом в Норильске отмечается особенно высокая концентрация диоксида серы.

Отметим, что в начале 2010-х годов в подобные списки Росгидромета входило заметно больше городов — от 27 до 36. Резкое снижение началось после изменения нормы ПДК формальдегида, которая была увеличена в 3 раза. В реальности же загрязнение воздуха в городах России осталось на прежнем уровне.

Как защитить свое здоровье

Вопросу загрязнения атмосферы придается большое значение в материалах ООН и ВОЗ. Чистоту вдыхаемого воздуха называют в качестве основополагающего фактора для здоровья и качества жизни. Однако в ближайших перспективах какого-то улучшения ситуации в российских городах не предвидится. Поэтому сознательным гражданам приходится рассчитывать исключительно на свои силы.

Приточный очиститель воздуха

Современные системы фильтрации и очистки воздуха помогут сохранить здоровье по крайней мере на территории своей квартиры или частного дома. Особенно стоит задуматься о приобретении такой техники семьям с детьми и людям с заболеваниями дыхательной системы. А также — всем, кто живет в мегаполисах или других городах с повышенным уровнем загрязнения.